(SARS-CoV-2-Immagine Credit Public Domain).
Gli scienziati hanno scoperto il tallone d’Achille della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2)? Lo studio: “La mappatura antigenica del dominio N-terminale rivela un sito di vulnerabilità di SARS-CoV-2”, una nuova ricerca preclinica pubblicata sulla rivista Cell, mostra come gli anticorpi neutralizzanti che prendono di mira il dominio N-terminale del coronavirus potrebbero essere un potenziale bersaglio per gli anticorpi che si legano e neutralizzano efficacemente SARS-CoV-2.
La maggior parte degli anticorpi neutralizzanti derivati dal plasma del paziente e vaccini COVID-19 hanno come obiettivo il recettore vincolante dominio s’ della proteina spike per evitare che la proteina possa legarsi ai recettori ACE2 nelle cellule umane.
I ricercatori hanno scoperto che il 5% -20% degli anticorpi monoclonali creati dalle cellule B della memoria ha come bersaglio il dominio N-terminale. Le nuove scoperte suggeriscono che anche le aree al di fuori del dominio di legame del recettore potrebbero essere efficaci e potrebbero aiutare a sviluppare trattamenti futuri.
I ricercatori hanno monitorato le risposte anticorpali dal plasma convalescente di tre pazienti positivi all’infezione da COVID-19 e 41 anticorpi monoclonali diretti al dominio N-terminale. Utilizzando la microscopia crioelettronica, i saggi di legame e l’analisi dei mutanti di fuga degli anticorpi, i ricercatori hanno progettato una mappa antigenica del dominio N-terminale e dei supersiti classificati che sarebbero stati riconosciuti dagli anticorpi neutralizzanti.
Gli anticorpi che mirano al dominio N-terminale prevengono l’infezione da SARS-CoV-2
La mappa antigenica conteneva il dominio N-terminale SARS-CoV-2 fortemente glicosilato in cui i ricercatori hanno identificato sei siti antigenici. Sulla base dei tre campioni convalescenti, tutti gli anticorpi neutralizzanti, inclusi l’anticorpo monoclonale 4A8, FC05 e CM25, creati dalle cellule B della memoria, mirano allo stesso supersite antigenico etichettato come sito (i) utilizzando diversi geni V germinali.
I criceti siriani sono stati infettati con SARS-CoV-2 per testare la capacità dell’anticorpo di prevenire un’infezione. I risultati hanno mostrato che gli anticorpi neutralizzanti mirati al dominio N-terminale hanno protetto i criceti da SARs-CoV-2. Ciò suggerisce un potenziale beneficio per i candidati terapeutici.
Le mutazioni del dominio N-terminale si sono evolute sotto la pressione selettiva dell’immunità umorale
Mutazioni di singoli aminoacidi nel dominio di legame del recettore della proteina spike come N501Y ed E484K hanno contribuito a eludere il sistema immunitario e diminuire l’efficacia degli anticorpi neutralizzanti. I ricercatori hanno cercato di scoprire se il target del dominio N-terminale aiutasse a ridurre la probabilità di fuga delle mutazioni.
I ricercatori hanno analizzato 508,771 sequenze genomiche di SARS-CoV-2 disponibili nel database GISAID a partire dal 12 febbraio 2021. Hanno scoperto che il dominio N-terminale ospitava varie mutazioni e delezioni paragonabili alle mutazioni della proteina spike.
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Tutti gli anticorpi neutralizzanti specifici per il dominio N-terminale hanno avuto successo nel legarsi a varianti che portavano una delezione 69/70 o la sostituzione A222V. Ulteriori analisi hanno mostrato che la presenza di anticorpi neutralizzanti diretti al dominio N-terminale attivava FcgRIIa e FcgRIIIa in vitro. Tuttavia, questa attivazione non è avvenuta quando l’anticorpo S2M24 ha mirato al sito vi del dominio N-terminale.
Sulla base dei risultati, i ricercatori suggeriscono che l’effettore mediato da Fc potrebbe aumentare l’attività degli anticorpi specifici del dominio N-terminale contro SARS-CoV-2. Fornisce inoltre la prova che gli anticorpi che prendono di mira il sito i del dominio N-terminale neutralizzerebbero efficacemente le varianti COVID.
Tuttavia, le varianti di preoccupazioni – B.1.1.7, B.1.351 e P.1 – hanno diverse mutazioni, come la sostituzione L18F e la delezione del residuo Y144 nel dominio N-terminale che potrebbe aiutare il virus a eludere gli anticorpi neutralizzanti. Con questo in mente, i ricercatori hanno trovato altri residui chiave per il legame degli anticorpi neutralizzanti, come il legame indiretto di S12 e il legame diretto di R246 che potrebbero aiutare a contrastare l’evasione delle varianti.
Molte varianti circolanti hanno mutazioni nel dominio N-terminale, incluso il sito antigenico i, che potrebbe essere stato il risultato della pressione selettiva affinché il virus si evolvesse e sfuggisse alla neutralizzazione. “Prevediamo che l’efficacia di protezione di S2X333 (e dei relativi mAb NTD) sarebbe ulteriormente migliorata negli esseri umani grazie a una corrispondenza ottimale con i recettori Fcg umani. “Tuttavia, i nostri risultati indicano anche che i potenti mAb NTD che mirano al supersite antigenico (sito i) impongono una pressione selettiva che spinge l’evoluzione virale a sfuggire alla neutralizzazione “, scrive il gruppo di ricerca.
Il team suggerisce che avere terapie con anticorpi monoclonali che includano anticorpi mirati al dominio N-terminale fornirebbe una protezione più ampia e aumenterebbe la probabilità di neutralizzare le varianti SARS-CoV-2.
Scivono gli autori:
” L’emergere della sindrome respiratoria acuta grave coronavirus 2 (SARS-CoV-2) alla fine del 2019 ha provocato la pandemia COVID-19 in corso, portando il mondo a un punto morto. La mancanza di immunità preesistente al SARS-CoV-2, combinata con la sua efficiente trasmissione da uomo a uomo, ha già provocato oltre 109 milioni di infezioni e oltre 2,3 milioni di decessi nel febbraio 2021. Sebbene i vaccini siano in fase di sviluppo ad un ritmo senza precedenti, la tempistica per la produzione e la distribuzione su larga scala a una popolazione sufficientemente ampia per ottenere la protezione della comunità, rimane incerta. Di conseguenza, i farmaci antivirali profilattici e / o terapeutici dovrebbero svolgere un ruolo nel controllo della malattia COVID-19 e della pandemia in corso. Tali farmaci possono essere utili per individui non vaccinati o per coloro che rispondono male alla vaccinazione, così come al declino dell’immunità e all’emergenza di varianti o ceppi antigenicamente distinti. SARS-CoV-2 infetta le cellule ospiti attraverso l’attaccamento della glicoproteina virale transmembrana spike (S) all’enzima di conversione dell’angiotensina 2 (ACE2) seguito dalla fusione delle membrane virale e ospite. SARS-CoV-2 S coinvolge anche eparan-solfati sulla superficie cellulare, neuropilina-1 e L-SIGN / DC-SIGN che sono stati proposti per fungere da co-recettori, recettori ausiliari o fattori di adsorbimento. SARS-CoV-2 S è l’obiettivo principale degli anticorpi neutralizzanti (Abs) negli individui infetti e il fulcro dei numerosi vaccini a base di acido nucleico, vettori e di subunità proteiche attualmente impiegati o in fase di sviluppo. Oltre a bloccare l’allegato ACE2, ci si aspetta che alcuni anticorpi neutralizzanti interferiscano con le interazioni di eparan-solfato, neuropilina-1 o L-SIGN / DC-SIGN. La proteina SARS-CoV-2 S comprende una subunità S 1 N-terminale responsabile del legame del recettore del virus e una subunità S 2 C-terminale che promuove la fusione della membrana cellulare del virus. La subunità S 1 comprende un dominio N-terminale (NTD) e un dominio di legame del recettore (RBD), noto anche come dominio A e B, rispettivamente. Gli anticorpi che prendono di mira il RBD rappresentano ∼90% dell’attività neutralizzante nei sieri di convalescenza COVID-19 e numerosi anticorpi monoclonali (mAbs) che riconoscono questo dominio sono stati isolati e caratterizzati. Diversi mAb specifici per RBD in grado di proteggere piccoli animali e primati non umani dalla sfida SARS-CoV-2 sono in grado di neutralizzare l’infezione virale prendendo di mira più siti antigenici distinti. Un sottoinsieme di questi mAb è attualmente in fase di valutazione in studi clinici o ha recentemente ricevuto l’autorizzazione per l’uso di emergenza dalla FDA. La limitata immunogenicità di SARS-CoV-2 NTD nei pazienti COVID-19 è stato ipotizzato derivare dalla sua vasta schermatura glicanica legata all’N. Tuttavia, studi recenti hanno riportato l’isolamento di mAb mirati a NTD e la loro capacità di neutralizzare l’infezione da SARS-CoV-2 in vitro , suggerendo che potrebbero essere utili per la profilassi o il trattamento COVID-19. Sebbene sia stato proposto che l’NTD interagisca con i recettori ausiliari in tipi cellulari che non esprimono ACE2 (p. Es., DC-SIGN / L-SIGN), il suo ruolo e il meccanismo d’azione degli mAb neutralizzanti mirati a NTD rimangono sconosciuti. Comprendere l’immunogenicità dei diversi domini S e la funzione degli mAb che li prendono di mira, incluso il NTD, è fondamentale per una piena comprensione dell’immunità durante la pandemia. Qui, analizziamo le risposte Ab in tre individui convalescenti COVID-19 e descriviamo 41 mAbs umani specifici per NTD. Integrando la microscopia crioelettronica (cryo-EM), i saggi di legame e l’analisi dei mutanti di fuga Ab, definiamo una mappa antigenica SARS-CoV-2 NTD e identifichiamo un supersite (sito designato i) riconosciuto da potenti mAbs neutralizzanti. Mostriamo che questi mAb mostrano attività di neutralizzazione alla pari con i migliori mAb specifici per RBD e attivano in modo efficiente le funzioni effettrici mediate da Fc. Identifichiamo anche variazioni immunologicamente importanti del SARS-CoV-2 NTD suggerendo che la glicoproteina S è sotto pressione selettiva dalla risposta immunitaria umorale dell’ospite. Infine, forniamo la prova di principio che la somministrazione profilattica di un mAb NTD altamente potente conferisce protezione ai criceti siriani contro la sfida SARS-CoV-2, anche se in alcuni animali seleziona i mutanti di fuga. Nel complesso, questi risultati evidenziano l’importanza degli mAb neutralizzanti specifici per NTD per l’immunità protettiva, l’evoluzione del virus e la progettazione del vaccino”.
Fonte:Cell
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